锁相技术期末总复习提纲 - 图文
更新时间:2023-09-28 17:21:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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第一章
一.锁相环组成
PLL两种工作状态:捕获状态和锁定(或称同步)状态 锁定后频差?e?0,相差为?e?常数
基本锁相环的组成:
⑴ 鉴相器(Phase Detector)---PD ⑵ 环路滤波器(Loop Filter)---LF
⑶ 压控振荡器(Voltage Controlled Oscillator)---VCO
??1?t?为输入量ui?t?的瞬时相位。
?2?t?为输入量uo?t?的瞬时相位。
各部分分析:
1.鉴相器 是一个相位比较器,用于比较?1?t?与?2?t?之间的相位差错误!未找到引用源。
Kmui(t)uo(t)?KmUisin[?ot??1(t)]Uocos[?ot??2(t)] 11?KmUiUosin[2?ot??1(t)??2(t)]?KmUiUosin[?1(t)??2(t)]22再经过低通滤波器(LPF)滤除2?o成分之后,得到误差电压
ud(t)?1KmUiUosin[?1(t)??2(t)] 2令 Ud?1KmUiUo为鉴相器的最大输出电压,得到ud(t)?Udsin[?e(t)] 22.环路滤波器及其传输函数
环路滤波器是一个线性电路,在时域分析中可用一个传输算子F(p)来表示,其中p(?ddt)是微分算子;在频域分析中可用传递函数F(s)表示,其中
s(???j?)是复频率;若用s?j?代入就得到它的频率响应F(j?),故环路滤
波器模型可表示为图
定义控制电压 uc?t??ud?t?F?p?
(1)RC积分滤波器这是结构最简单的低通滤波器, 传输算子:F(p)?1,
1?p?1?1?RC是时间常数,这是这种滤波器唯一可调的参数。
令p=jΩ,并代入(1-18)式,即可得滤波器的频率特性:F(j?)?1
1?j??1
低通特性,相位滞后。当频率很高时,幅度趋于零,相位滞后接近于?2。 (2)无源比例积分滤波器无源比例积分滤波器如图1-9(a)所示,它与RC积分滤波器相比,附加了一个与电容器串联的电阻R2,这样就增加了一个可调参数。
传输算子:F(p)?1?p?2
1?p?1?1?(R1?R2)C;?2?R2C是两个独立的可调参数。
频率特性:F(j?)?1?j??2
1?j??1据此可作出对数频率特性,如图1-9(b)所示。这也是一个低通滤波器,与RC积分滤波器不同的是,当频率很高时
F(j?)????R1
R1?R2
图1-9 无源比例积分滤波器的组成与对数频率特性 (a)组成 (b)频率特性
低通特性。
从相频特性上看,当频率很高时有相位超前校正的作用,这是由相位超前因子1?j??2引起的。这个相位超前作用对改善环路的稳定性是有用的。 (3)有源比例积分滤波器有源比例积分滤波器由运算放大器组成,电路如图
它的传输算子:F(p)??A1?p?2,?1?(R1?AR1?R2)C;?2?R2C;
1?p?1
A是运算放大器无反馈时的电压增益
若运算放大器的增益A很高,则传输算子可以近似为
1?p?2F(p)??A1?p?11?p?2??A1?pAR1C1?p?2??ApAR1C1?p?2??pR1C
图1-10 有源比例积分滤波器的组成与对数频率特性 (a)组成 (b)频率特性
负号对环路的工作没有影响,分析时可以不予考虑。故传输算子可以近似为
F(p)?1?p?2 p?1式中τ1=R1C。(传输算子的分母中只有一个p,是一个积分因子,故高增益的有源比例积分滤波器又称为理想积分滤波器。显然,A越大就越接近理想积分滤波器。此滤波器的频率响应为
F(j?)?1?j??2 j??1低通特性,比例作用。相频特性有超前校正。
3.压控振荡器
压控振荡器是一个电压-频率变换装置,在环中作为被控振荡器,它的振荡频率应随输入控制电压 uc(t)线性地变化,即应有变换关系
?v(t)??o?Kouc(t)
?v(t)是压控振荡器的瞬时角频率;
Ko为控制灵敏度或称为增益系数,单位是[rads?V]。
由于压控振荡器的输出反馈到鉴相器上,对鉴相器输出误差电压ud(t)起作用的不是其频率而是其相位
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